创伤性脑损伤保护性治疗的研究进展
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创伤性脑损伤并发脑心综合征的研究进展张子川1,樊 佳1,冯贵龙2摘要 综述创伤性脑损伤(TBI )并发脑心综合征(CCS )的病理生理机制㊁辅助检查㊁实验室检查及治疗研究进展㊂TBI 是一种常见的神经系统损伤,且可导致脑疝㊁癫痫㊁颅内感染㊁脑积水㊁持续植物状态㊁CCS 等多种并发症,严重影响病人受损神经功能的恢复及预后㊂TBI 病人并发CCS 临床并不少见,但因TBI 病人本身病情多危重,发病机制复杂而掩盖CCS 的表现㊂CCS 的病理生理学变化既与TBI 的发病机制有关联,又有其自身特点,多与神经调控受损㊁免疫反应及炎症风暴㊁肠道稳态失调等有关㊂重视对TBI 并发CCS 的早期识别㊁监测和干预,有助于提高TBI 病人生存率和生活质量㊂关键词 创伤性脑损伤;脑心综合征;心血管功能;综述d o i :10.12102/j.i s s n .1672-1349.2024.06.017 创伤性脑损伤(traumatic brain injury ,TBI )指由外力引起的脑组织结构或功能改变,是导致高致残率㊁高致死率的主要原因之一[1],其已成为全球范围内应该应对的严重公共卫生和社会经济问题㊂TBI 的致伤因素多样,主要是交通事故和高处坠落伤[2],病理生理学改变也十分复杂,一直是临床研究的难点和重点㊂TBI 可导致脑疝㊁癫痫㊁颅内感染㊁脑积水㊁持续植物状态㊁脑心综合征(cerebral cardiac syndrome ,CCS )等多种并发症㊂CCS 是脑部损伤后导致心脏出现短时间功能异常,包括左心室壁中段的运动功能减退,可伴或不伴心尖部室壁运动异常,且这些异常表现在后续疾病过程中又可完全恢复的一组临床综合征,多见于中老年群体[3]㊂临床上可引起CCS 的神经系统疾病包括创伤性脑损伤㊁蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage ,SAH )㊁脑出血㊁急性缺血性脑卒中(acute ischemic stroke ,AIS )㊁颅内肿瘤㊁中枢神经系统感染和癫痫发作等㊂其中,重症颅脑损伤(severe traumatic brain injury ,sTBI )是引起CCS 的重要因素[4-5]㊂心脏损伤会进一步影响脑组织血供,加重颅脑损伤,形成恶性循环,威胁病人生命㊂CCS 目前在脑卒中研究中受到较为广泛的重视,但在创伤性脑损伤中关注相对较少㊂关于TBI 并发CCS 的确切发病机制目前研究报道较少㊂本研究旨在对TBI 并发CCS 的病理生理机制㊁辅助检查㊁实验室检查及治疗研究进展进行综述,以提高临床医师的认识,期望在临床工作中能够早识别㊁早诊断㊁早干预,基金项目 山西省高等学校教学改革创新项目(No.J20220327)作者单位 1.山西医科大学第一临床医学院(太原030001);2.山西医科大学第一医院(太原030001)通讯作者 冯贵龙,E -mail :*********************引用信息 张子川,樊佳,冯贵龙.创伤性脑损伤并发脑心综合征的研究进展[J ].中西医结合心脑血管病杂志,2024,22(6):1059-1062.以改善TBI 并发CCS 的预后,降低死亡率㊂1 TBI 并发CCS 可能的病理生理学机制TBI 并发CCS 是一个复杂的病理生理学过程,多发生在伤后1~7d [6],主要包括神经调控受损㊁免疫反应及炎症风暴㊁肠道稳态失调等㊂1.1 神经调控受损心血管系统受复杂的神经系统调控,其中包括大脑皮质(扣带回㊁前额叶及岛叶皮质)㊁皮质下前脑区(杏仁核)和脑干,以单极神经元为传入纤维,以胆碱能和肾上腺素能神经元为传出纤维[7-8]㊂Elrifai 等[7]将狗的自体血注入右额叶和蛛网膜下腔,模拟脑外伤后表现,发现4h 内儿茶酚胺含量㊁颅内压和心排血量均有所增加,同时取心肌组织行组织病理学检查,发现心肌细胞发生变化,表明儿茶酚胺释放的增加可能导致心肌异常和功能障碍㊂涉及车祸㊁枪伤和自发性蛛网膜下腔出血后脑死亡病人的临床研究也显示了类似的心肌细胞结构变化[9]㊂观察到的变化包括由于肌节破坏导致的过度收缩状态㊁线粒体积累和细胞内水肿㊂这种变化可能是由升高的颅内压引发儿茶酚胺的过度释放所引起㊂Masuda 等[8]开展的犬模型实验结果表明,模型犬体内的去甲肾上腺素㊁肾上腺素和3-甲氧基4-羟基苯基甘氨酸(3-methoxy -4-hydroxyphenylglycol )的水平几乎成倍增加,提示交感神经活动度提高,而心肌损伤相关的血清肌钙蛋白水平也显著增加㊂同样升高的还有动脉血压和中心静脉压㊂这些结果表明升高的交感神经活性诱导心肌损伤,从而导致心脏结构和功能障碍㊂1.2 免疫反应及炎症风暴Chaikittisilpa 等[10]研究发现,约有81.3%的病人在中度至重度TBI 后24h 内出现炎症风暴(systemic inflammatory response syndrome ,SIRS ),并且在整个受伤后的前3d 内保持高水平状态,入院时存在SIRS 的TBI 病人更容易发生心肌收缩功能障碍㊂在多变量分析中,入院时存在SIRS与心肌收缩功能障碍相关㊂该研究还发现,中度至重度TBI病人的心力衰竭形式主要为早期舒张性心力衰竭㊂Febinger等[11]观察了TBI后的神经炎症反应,正常情况下,中枢神经系统内不存在炎性因子,但TBI后脑脊液中细胞因子水平可迅速升高[12]㊂这种炎症反应可提高血脑屏障的通透性,一般在TBI后6h内可增加至正常水平的4倍,从而引起SIRS[13]㊂伤后出现交感神经过度兴奋,儿茶酚胺水平升高,可能直接影响炎性因子表达[8],此外,白细胞介素1(IL-1)等促炎介质的释放也会加剧交感神经活动,引起心脏结构及功能障碍㊂1.3肠道稳态失调微生物肠道大脑轴(microbiota-gut-brain axis, MGBA)可通过自上而下的信号传导途径(包括自主神经系统㊁肠神经系统㊁下丘脑垂体肾上腺轴和免疫途径)和自下而上的信号传导途径(包括迷走神经途径和微生物免疫信号的非神经途径)连接并调节神经系统及消化系统活动[13]㊂研究表明,TBI会导致肠道功能障碍,包括肠道收缩力减弱㊁肠道黏膜结构改变㊁肠壁紧密连接缺陷㊁肠道通透性的增加,使肠道细菌及其代谢产物更容易进入血液循环,并对大脑产生负面影响[14]㊂Haghikia等[15]研究显示,肠道菌群的代谢产物,如三甲胺N氧化物(trimethylamine-N-oxide,TMAO)㊁短链脂肪酸(short chain fatty acids,SCFA)的水平与TBI病人近期心血管事件等风险相关㊂TMAO水平升高不仅会提高血小板反应性,增加血栓形成风险,还会增加促炎单核细胞㊁促进血管炎症,加重炎症反应㊂SCFA水平降低则与TBI病人不良功能结局增加有关[16],这可能是因为SCFA通过抑制组蛋白脱乙酰酶(HDACs)以及活化G蛋白偶联受体(GPCRs,如GPR41㊁GPR43和GPR109A)和嗅觉受体78(Olfr-78)调节免疫细胞[如中性粒细胞㊁巨噬细胞㊁树突状细胞(DCs)和T细胞]的激活和分化而实现[17]㊂2辅助检查及实验室检查研究进展TBI有 急㊁危重 的特点,病人就诊后临床多关注颅脑损伤情况,且起病初心脏症状常轻微,或因颅脑损伤严重,病人出现急性意识障碍,无法表达心血管不适症状㊂故心脏功能变化在临床实践中常容易被忽视或掩盖,早期辨别CCS显得尤为重要㊂有研究报道,TBI 并发CCS时心电图㊁超声心动图检查㊁心肌损伤标志物㊁心房钠尿肽(BNP)等均有不同变化,可为早期诊断CCS提供参考依据[18-27]㊂2.1心电图Lenstra等[18]回顾性分析表明,TBI后约88%的病人心电图表现出异常,心电图异常主要为心室复极化障碍(57%)㊁传导障碍(45%)㊁心脏心律失常(38%)㊂其中心室复极化障碍最常见的是ST段异常(36%);异常T波发生率为28%;病理性Q波或U波很少㊂传导障碍中最常见的是QTc延长(36%),并且男性发生率高于女性(40%与22%,P=0.023);异常QRS间隔发生率为11%,异常PR间隔发生率5%㊂心律失常大多数为室上性起源(95%),分别为66%的窦房结(心动过速35%和心动过缓31%)和29%的房性或房室交界区功能障碍㊂约5%的病人出现室性心律失常㊂周晓惠等[19]收集了141例颅脑损伤病人的心电图数据,测量空间QRS-T夹角及H面最大向量角度,结果发现以64.46ʎ为临界值,空间QRST夹角预测颅脑创伤合并CCS病人预后的敏感度为67.70%,特异度为88.70%㊂以6.65ʎ为临界值,H面最大向量角度预测的敏感度为80.60%,特异度为59.40%㊂两项联合诊断的敏感度为67.70%,特异度为90.60%㊂2.2超声心动图Krishnamoorthy等[20]发现中度至严重TBI可能会影响左心室射血分数(LVEF),约22%的病人出现左心室收缩功能异常㊂表明脑损伤的严重程度与心脏功能障碍之间存在直接关联㊂TBI并发CCS后LVEF 常在3d内出现下降,同时出现局部室壁运动异常[21]㊂右心室Tei指数定义为等容收缩时间与射血时间的比率[28],是监测心脏功能的重要指标,能够全面反映心脏舒张功能,不受年龄和心率的干扰[22]㊂右心Tei指数可用来预测和评估脓毒症心肌病的严重程度和预后,也可用来评估肺动脉压力[23]㊂因右心室独特的解剖结构,对快速变化的液体失衡反应较敏感,比LVEF 和心脏损伤生物标志物能够更早出现变化㊂Wang 等[24]研究表明,右心室Tei指数是预测TBI并发CCS 的独立危险因素,具有高敏感度和特异度㊂2.3心肌损伤标志物㊁BNP心肌酶是心肌损伤的标志物,与心肌病变的严重程度密切相关㊂BNP的增高程度与心室功能障碍的程度密切相关,是心功能紊乱敏感和特异的指标㊂肌酸激酶同工酶(CK-MB)及BNP可作为诊断CCS的基本标志物[24]㊂而肌钙蛋白C㊁T和I是肌钙蛋白复合物的一部分,它们存在于骨骼肌和心肌细胞中㊂血清心肌肌钙蛋白I(cTnI)水平是一种常规用于检测心肌损伤的高敏感度生物标志物㊂在许多与发病率和死亡率相关的全身并发症(如低血压㊁缺氧㊁颅内压增高)和非心脏手术病人中,cTnI已成为主要的观测指标[25]㊂Sezer 等[26]研究发现,cTnI水平与颅脑损伤伤害类型㊁严重程度和死亡风险呈正相关㊂在年龄分层中,cTnI的升高对于评估65岁以下病人的院内死亡风险是一个特别敏感的指标,但对于65岁以上的病人则不敏感㊂另有研究表明cTnI与颅脑损伤AIS评分呈正相关[27]㊂在前24h内死亡病人体内的cTnI持续处于高水平(ȡ1ng/mL)㊂cTnI持续高水平状态与死亡率高度相关㊂这些病人通常有多发性脑内出血㊁脑室内出血和弥漫性脑水肿㊂2.4其他有研究利用超声监测视神经鞘直径(optic nerve sheath diameter,ONSD)观察颅内压变化,发现sTBI 病人的ONSD与颅内压呈正相关[28],这表明ONSD 在某种程度上可以作为颅脑损伤严重程度的指标㊂Wang等[24]的实验表明,ONSD作为预测TBI后CCS 独立危险因素具有80%的高特异性,然而其稳定性仍有待商榷,可能与试验样本量较小有关㊂ONSD是否可作为CCS相关风险因素仍需大量临床试验验证㊂另外,研究发现,急性脑梗死并发CCS病人可溶性生长刺激表达基因2蛋白(sST2)㊁糖类抗原125 (CA125)㊁血清S100钙结合蛋白β(S100β)㊁血清CA199㊁神经元特异性烯醇化酶(NSE)㊁髓鞘碱性蛋白(MBP)㊁胶质纤维酸性蛋白(GFAP)等指标高于单纯急性脑梗死病人,对评估脑梗死并发CCS有一定的指导意义[29-30]㊂其对TBI并发CCS是否具有预测价值,有待进一步临床研究证实㊂3CCS的治疗CCS为一相对自限性的并发症,其治疗主要在于原发病的治疗,对症处理相应的心脏症状㊂预防及治疗主要措施为抑制交感神经过度兴奋㊁控制炎症风暴㊁保护心肌及改善心肌功能㊂3.1抑制交感神经传出及降低儿茶酚胺心肌毒性α2受体激动剂可乐定等可以通过激动中枢及外周α2受体减少交感神经传出控制交感神经兴奋,从而减少儿茶酚胺释放㊂阿片类受体激动剂吗啡等可以抑制中枢性交感兴奋[31]㊂非选择性β受体阻滞剂普萘洛尔等可降低儿茶酚胺对心脏细胞的毒性,从而保护心肌细胞[31]㊂3.2控制炎症风暴乌司他汀有稳定溶酶体膜㊁抑制溶酶体酶的释放和抑制新机抑制因子产生的作用,还可降低血浆内皮素和C反应蛋白水平㊂有研究表明,乌司他汀后可显著改善重型颅脑损伤病人脑功能[32]㊂糖皮质激素具有抗炎作用,可通过基因途径影响促炎细胞因子生成和免疫细胞功能,抑制肿瘤坏死因子α(TNF-α)㊁白细胞介素6(interleukin6,IL-6)等促炎细胞因子的mRNA表达;还能与T细胞和单核细胞表达的糖皮质激素受体结合,直接诱导T细胞和单核细胞凋亡[33]㊂3.3保护心肌及改善心肌功能除了血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)/血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂(ARB)㊁β受体阻滞剂㊁钙通道阻滞剂等常规的心肌保护药物外,冻干重组人脑利钠肽㊁钙增敏剂(如左西孟旦)等能降低应激状态下心肌细胞钙超载㊁能量消耗,拮抗交感作用[34-35]㊂另外,研究表明,糖皮质激素也可通过调节抗凋亡因子Bcl-2及丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路减少心肌细胞凋亡及抑制趋化因子CCL5表达,从而减轻离体心肌缺血灌注再损伤,同时还通过表达热休克蛋白70(HSP-70)减轻缺血损伤,以维持心肌细胞能量代谢的稳定,从而保护心肌细胞[36]㊂3.4其他Deng等[37]报道磷酸肌酸可以改善LVEF和心功能,增加冠状动脉流量㊁改善血液循环㊂戴琼艳等[38]研究发现,磷酸肌酸钠能减轻心脏局部室壁运动障碍,改善心肌收缩力,降低TBI病人心肌酶和血浆BNP水平,对防治CCS有益㊂然而该研究纳入样本量相对较少,仍需大量临床随机双盲试验证明磷酸肌酸的确切疗效及安全性㊂也有研究显示,有望通过操纵肠道菌群如使用粪便微生物移植㊁益生菌和益生元来改善急性中枢神经系统损伤的预后[13]㊂这些方法可以有效减轻次级脑损伤并促进功能恢复㊂4小结与展望TBI并发CCS影响病人预后,尽管已有大量针对CCS的研究,但大部分为急性脑卒中并发CCS的研究,而TBI并发CCS的相关研究较少㊂关于TBI并发CCS的病理生理机制目前仍无统一观点,临床诊断尚无统一标准,相关治疗缺乏统一共识㊂故此,临床实践中需加强对CCS的认识,早期监测心脏功能,有利于及时识别CCS,给予适当的早期干预治疗,有利于改善病人预后㊂针对TBI并发CCS发病机制及相关辅助检查㊁实验室检查的研究仍任重而道远,需多个创伤中心联合开展研究,以期攻坚克难,造福更多重症TBI病人㊂参考文献:[1]PEETERS 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急诊科常见疾病的最新研究进展急诊科是医疗体系中非常重要的一环,它承担着对急性疾病、伤害和其他紧急情况的救援任务。
在急诊科中,医务人员需要应对和处理各种常见疾病,以确保患者得到及时有效的治疗。
随着医学科技的不断进步和研究的深入,关于急诊科常见疾病的最新研究进展涵盖了许多方面,本文将针对其中一些常见疾病的最新研究进行概述。
一、心肌梗死心肌梗死是一种常见的疾病,在急诊科中占据了很大的比例。
最新的研究表明,对于心肌梗死患者,早期介入治疗(如经皮冠状动脉介入术)能够显著改善预后。
此外,针对患者的前期诊断和评估,如高敏感性C-反应蛋白(hs-CRP)和心肌肌钙蛋白(cTnI)等指标的检测,能够提高对心肌梗死的早期诊断准确性。
二、创伤性脑损伤创伤性脑损伤是急诊科中另一个常见的疾病。
研究表明,创伤性脑损伤的诊断和治疗应采用综合评估和个体化的策略。
最新的研究发现,早期应用头颅CT扫描和血清标记物如S100蛋白和神经元特异性烯醇化酶(NSE)能够提高对创伤性脑损伤的早期诊断和预测患者预后的能力。
此外,采用神经系统监测、神经保护和合理的脑压控制等综合治疗措施,也能够显著改善创伤性脑损伤的治疗效果。
三、急性心力衰竭急性心力衰竭是一种常见的急诊科疾病,其治疗一直是医学界的研究热点。
最新的研究表明,对于急性心力衰竭的治疗,机械通气和非侵入性正压通气能够有效缓解患者的呼吸困难,降低呼吸窘迫的发生率。
此外,提高对血流动力学监测和评估的准确性,如心脏超声检查等,有助于指导合理的治疗策略选择,提高患者的治疗效果。
四、急性中风急性中风是导致死亡和残疾的主要原因之一,因此其早期诊断和治疗非常重要。
最新的研究显示,采用卒中病房的快速评估流程,并进行血管成像技术如CT血管造影和磁共振血管成像,能够提高对急性中风的早期诊断准确性。
此外,采用溶栓药物治疗和机械取栓等介入治疗手段,对于中风患者的预后也有着积极的影响。
总结:急诊科常见疾病的最新研究进展涉及了多个方面,如心肌梗死、创伤性脑损伤、急性心力衰竭和急性中风等。
创伤性脑损伤患儿延续康复护理模式的研究进展发布时间:2022-10-10T01:46:04.431Z 来源:《教育学文摘》2022年第11期作者:王楠,张美玉,陈欣,国承亮* [导读] 目标:研究脑外伤儿童持续康复护理模式的研究进展。
该方法选择160名脑外伤儿童接受教育,王楠,张美玉,陈欣,国承亮*(山东英才学院,山东省济南市,250000)摘要:目标:研究脑外伤儿童持续康复护理模式的研究进展。
该方法选择160名脑外伤儿童接受教育,并按随机字母顺序将他们分为两组80人。
对观察组而言,使用标准护理,而对观察组而言,则使用连续康复护理。
评估这两种影响组,研究护理满意度,并进行比较。
因此,观察组的复盖率大大高于观察组,护理满意率大大高于观察组,两个组之间存在显着差异(p < 0.05)。
结论延续康复护理服务,满足其长期的康复护理需求,达到最佳疗效,促进患儿康复。
关键词:创伤性脑损伤;延续康复护理;患儿引言创伤性脑损伤(TBI)作为获得性脑损伤的一个分支,已成为儿童高发病率和高死亡率的主要公共健康问题,全球发病率因地区不同而不同,大多数国家报告的发生范围为每10万名儿童中有12~486人,每年影响300多万儿童。
康复护理是指依据医疗康复计划的要求,以全面康复为目标,同康复专业人员合作,对因各种原因引起功能障碍者开展功能恢复与再建的指导和护理。
本文通过对国内外TBI患儿延续康复护理模式及相关方面的研究进行综述,以期为国内开展和研究儿童TBI延续康复护理提供参考。
1资料与方法 1.1一般资料从2021年4月至2022年4月,我们医院收治的160名脑外伤儿童,按随机字母顺序分为两组,每组80人。
证人组:45名男子和35名妇女;平均年龄:4至7岁(5.8岁0.7岁);疾病持续时间1-12小时,平均(7.2 1.5)h .观察组:42名男子和38名妇女;3-6岁,平均(5.6 0.9岁);疾病持续时间1-12小时,平均值(7.7 1,2 ) h .两组患者在性别、年龄和病程方面存在显着差异(p > 0.05),并具有可比性。
创伤性脑损伤及其治疗药物
张怡之;宋兴爽;李祺;黄欣;杜丽娜
【期刊名称】《沈阳药科大学学报》
【年(卷),期】2024(41)3
【摘要】创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)是一种威胁人类生命安全的常见损伤。
由于其损伤机制复杂,目前外科手术是临床首选治疗手段,但针对手术后继发性TBI的预防与治疗尚没有有效治疗药物。
研究TBI损伤机制、寻找有效治疗药物以减轻患者痛苦、提高生活质量,成为目前的研究热点。
本综述概括了近几年有关TBI治疗的最新进展,包括TBI损伤机制、TBI动物模型建立和评价指标、治疗药物及其新型递送系统,其中新型药物递送系统概括了聚合物纳米粒、水凝胶、树枝状聚合物、脂质体、胶束和细胞外囊泡作为新型药物载体在TBI治疗中的应用,希望为安全、有效地治疗TBI提供新思路。
【总页数】12页(P397-408)
【作者】张怡之;宋兴爽;李祺;黄欣;杜丽娜
【作者单位】山东中医药大学药学院;军事科学院军事医学研究院辐射医学研究所;军事科学院军事医学研究院军事认知与脑科学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】R96
【相关文献】
1.创伤性脑损伤多效神经保护药物治疗研究进展
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5.核因子E2相关因子2对创伤性脑损伤的保护作用机制及其靶向治疗药物研究进展
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颅脑损伤的脑保护措施进展名字单位通讯作者创伤是严重威胁人们生命安全的杀手,是导致死亡和伤残的最重要原因之一。
我国因创伤导致的死因顺位不断前移,其中颅脑外伤占创伤总数的15%左右,死亡率占创伤总数的8 5%。
在国外,2000-2006年平均每年美国颅脑外伤为170万人,死亡率高达30%,2000年美国为此花费600亿美元,国内的发生率约为240/10万人,死亡率在50鸠上,(在不知不觉中,删除)社会发展把创伤医学提到了前所未有的重要位置。
如何降低颅脑外伤的死亡率,成为医务人员的一大课题。
近年来,随着相关学科的发展和认识水平的提高,医学界对颅脑外伤病人的治疗和监护方面的研究也在逐步深入。
因为神经系统的特殊性,人们在对于颅脑创伤的脑保护认识方面存在一些争议,近年来随着循证医学的发展,对于颅脑创伤的脑保护措施有了新的认识和应用。
本文探讨近年来对于颅脑损伤的脑保护方面取得的进展。
一.脑灌注压(cerebral perfusion pressure ,CPP 和血压的控制临床上通常将提高CPP保证脑组织的血流供应作为创伤后的重要目标,而CPP等于平均动脉压(mean arterial blood pressure MAP 与颅内压(in tracra nial pressure ICP )之差,适当的调节血压是维持足够的CPP和降低ICP的重要措施。
Rosner等推荐最低CPP为70 mnHg,最佳CPP为100 mm Hg, 认为系统的、自发的或医源性高血压不需控制,否则加重颅内高压、包括使用药物提高平均动脉压和CPP改善脑血流(cerebral blood flow ,CBF [1]。
但是后来人们发现在病理状态下,血管渗漏增加,较高的CPP反而引起血管源性脑水肿加重,导致ICP升高。
Lund大学的研究团队认为合适的CPP为60 70mmHg 如果为了降低ICP的需要,成人降至50mmHg,儿童降至40mmH也是可以接受的[2-4]。
颅脑损伤基础研究的新进展创伤性颅脑损伤(traumatic brain injury,TBI)是一个全球性的健康问题。
近年来,随着分子生物学及其他相关学科的发展和认识水平的提高,国内、外对颅脑损伤的基础研究主要围绕在颅脑损伤后继发性损伤机制和损伤后微循环变化两方面展开。
综合国内外有关颅脑损伤的基础研究文献,现就这方面的研究综述如下。
1脑损伤发生的机制TBI最初仅为部分性损伤,但以后数小时至数天内会有许多继发性损害[1],即二次脑损伤(secondary brain insult,SBI)。
大量动物实验和临床研究证实,外伤造成的脑损害并不仅仅是在伤后瞬间完成的,而是伤后数小时至数天内逐渐形成的继发性脑组织缺血、缺氧、细胞周围内环境的改变。
后者是外伤后脑损害的主要病理过程。
此过程系由多种因素综合所致,其既可导致神经元死亡也可在治疗过程中被修复。
二次损伤会明显加重原发脑损伤和创伤性脑水肿,是导致神经功能障碍的主要原因[2]。
目前认为,颅脑损伤的机制主要有以下几方面因素。
1.1自由基产生增加在小鼠颅脑损伤模型中,一氧化氮(NO)自由基作为一个重要的观察指标,其合成量是大幅增加的[3]。
研究表明,脑组织中超氧岐化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化酶含量较低,其自身清除氧自由基的能力差。
自由基反应在脑损伤后脑组织能量代谢障碍以及细胞膜结构破坏等病理过程中起重要作用[3]。
颅脑外伤患者伤后早期脑脊液中脂质过氧化物含量显著升高,并且与伤情和预后有关。
伤情越重,升高程度越显著,患者预后越差。
大量实验研究证实,氧自由基清除剂能够减轻颅脑伤后继发性脑损害、保护血脑屏障、减轻脑水肿、防止神经元膜结构损害等。
糖皮质激素、维生素C、甘露醇等是临床广泛应用的氧自由基清除剂,但临床疗效尚不确定。
1.2神经递质受体及其受体异常颅脑损伤后神经递质和受体出现递质释放、突触前或突触后结合及神经元内信息传递异常[4]。
颅脑损伤后异常变化的神经递质有:乙酰胆碱、儿茶酚胺、5-羟色胺、兴奋性氨基酸、内源性阿片肽(8-内啡肽、强啡肽、脑啡肽)等。
生物技术进展2020年㊀第10卷㊀第1期㊀23~29CurrentBiotechnology㊀ISSN2095 ̄2341进展评述Reviews㊀收稿日期:2019 ̄08 ̄08ꎻ接受日期:2019 ̄09 ̄10㊀基金项目:国家自然科学基金项目(31500828)ꎻ北京市科技创新服务能力建设项目(015000546319511)ꎮ㊀联系方式:赵清辉E ̄mail:1178968651@qq.comꎻ∗通信作者谢飞E ̄mail:xiefei990815@bjut.edu.cn创伤性脑损伤中神经炎症相关细胞的研究进展赵清辉ꎬ㊀罗秋丽ꎬ㊀琚芳迪ꎬ㊀何晋ꎬ㊀姚婷婷ꎬ㊀马胜男ꎬ㊀寻治铭ꎬ㊀赵鹏翔ꎬ㊀谢飞∗北京工业大学生命科学与生物工程学院ꎬ北京100124摘㊀要:创伤性脑损伤(traumaticbraininjuryꎬTBI)ꎬ亦称颅脑损伤或头部外伤ꎬ专指由外伤引起的脑组织损害ꎮ然而ꎬ从轻度到重度的TBIꎬ改善TBI患者预后的治疗方法都十分匮乏ꎮ神经炎症可引起脑外伤后急性继发性损伤ꎬ并与慢性神经退行性疾病有关ꎬ因此ꎬ系统了解参与TBI后神经炎性反应的细胞显得尤为重要ꎮ主要对TBI中参与炎症反应的细胞(如小胶质细胞㊁星形胶质细胞㊁少突细胞㊁中性粒细胞和淋巴细胞)的启动以及相互作用的最新研究进展进行了综述ꎬ以期为临床研究提供新的策略ꎮ关键词:创伤性脑损伤ꎻ神经炎症ꎻ炎症细胞DOI:10.19586/j.2095 ̄2341.2019.0078ResearchProgressonNeuroinflammation ̄relatedCellsinTraumaticBrainInjuryZHAOQinghuiꎬLUOQiuliꎬJUFangdiꎬHEJinꎬYAOTingtingꎬMAShengnanꎬXUNZhimingꎬZHAOPengxiangꎬXIEFei∗CollegeofLifeScienceandBioengineeringꎬBeijingUniversityofTechnologyꎬBeijing100124ꎬChinaAbstract:Traumaticbraininjury(TBI)ꎬalsoknownascraniocerebralinjuryorheadinjuryꎬrefersspecificallytobraintissuedamagecausedbytrauma.HoweverꎬfrommildtosevereTBIꎬtherearefewtreatmentstoimprovetheprognosisofTBIpatients.Neuritiscancauseacutesecondaryinjuryaftertraumaticbraininjuryandrelatedtochronicneurodegenerativediseases.ThereforeꎬitisparticularlyimportanttounderstandthecellularsysteminvolvedintheneuroinflammatoryresponseafterTBI.ThispapermainlyfocusedonthecellsinvolvedintheinflammatoryresponseinTBI(suchasmicrogliaꎬastrocytesꎬoligodendrocytesꎬneutrophilegranulocyteꎬlymphocyteꎬetc.).Thisarticlereviewedtherecentadvancesintheinitiationandinteractionofgranulocytesandlymphocytesꎬwhichwasexceptedtoprovideanewstrategyforclinicalresearch.Keywords:traumaticbraininjuryꎻneuroinflammationꎻinflammatorycells㊀㊀创伤性脑损伤(traumaticbraininjuryꎬTBI)是由外力引起的脑功能或病理学变化ꎬ这是全世界严重的公共卫生问题ꎮ研究发现创伤后应激障碍㊁记忆障碍㊁帕金森㊁癫痫㊁慢性创伤性脑病均和神经炎症反应有关[1 ̄5]ꎮ在健康的组织中ꎬ炎症通常起到对抗入侵病原体和维持组织健康的作用ꎬ然而ꎬ在诸如创伤等病理条件下ꎬ炎症也可加重组织损伤[6 ̄8]ꎮTBI的炎症反应曾被认为是外周免疫介质通过受损的血脑屏障而发生的ꎬ现在被认为是中枢细胞㊁外周细胞和可溶性细胞之间通过一种复杂的相互作用而发生ꎬ并受多种因素影响ꎮ创伤性脑损伤发生后ꎬ小胶质细胞启动和外周中性粒细胞浸润ꎬ随后淋巴细胞和单核巨噬细胞浸润ꎮ同时ꎬ各种炎性细胞因子和趋化因子启动免疫细胞并在病变区域积聚[9 ̄10]ꎮTBI后的炎症反应是一把双刃剑ꎬ具有益方面ꎬ如促进碎片清除和神经元再生㊁胶质细胞分化和血管生成ꎻ还有一些有害方面ꎬ例如介导神经元死亡和神经退行性疾病ꎮ因此ꎬ全面了解TBI后的神经炎症反应尤为重要ꎮ本文将从以上两个方面对TBI后神. All Rights Reserved.经炎性反应相关细胞以及他们的相互作用最新研究进展进行综述ꎬ以期为创伤性脑损伤的相关研究提供参考ꎮ1㊀TBI后的炎症反应与神经胶质细胞1.1㊀TBI后的炎症反应与小胶质细胞启动小胶质细胞的功能与外周巨噬细胞相似ꎬ易受周围微环境的影响向不同表型发生极化ꎬ极化的小胶质细胞主要分为M1型和M2型ꎬM2型又可细分为M2a㊁M2b㊁M2c三个亚型[11]ꎮM1样表型主要由危险相关分子模式(damageassociatedmolecularpatternsDAMPs)㊁自由基或促炎细胞因子诱导产生ꎬ其特征是促进趋化因子㊁促炎细胞因数㊁活性氧ROS生成以及细胞吞噬活性降低ꎮM1样 促炎 小胶质细胞通常被认为是有害的ꎬ过度或延长M1样反应可导致继发性脑损伤ꎮM2a样小胶质细胞可有白介素4(interleukinꎬIL ̄4)和IL ̄13刺激的产生ꎬ其与抗炎细胞因子的产生和吞噬活性的增加有关ꎮM2c样小胶质细胞可促进组织修复和重塑ꎮM2b样小胶质细胞可由TLR配体刺激产生ꎬ具有促炎和抗炎双重作用ꎮ小胶质细胞极化主导类型随TBI后时间以及TBI模型不同而改变ꎬ大部分启动的小胶质细胞混合了M1/M2样小胶质细胞ꎮ研究表明M2型小胶质细胞具有可促进组织修复以及抗炎作用ꎬ而M1型小胶质细胞异常增多则使病理结果恶化[12]ꎮ因此TBI早期治疗策略不仅要抑制小胶质细胞活化ꎬ更应关注提高M2型小胶质细胞比例ꎮ近年来ꎬ研究发现阿托伐他汀㊁西地那非㊁米诺环素㊁牛磺酸脱氧胆酸㊁青藤碱㊁间充质干细胞㊁芬戈莫德等可以提高M2/M1比[13]ꎮ1.2㊀TBI后的炎症反应与星形胶质细胞启动细胞肿胀是脑外伤后颅内压升高的主要病理生理机制ꎮ星形细胞介导的NFκB信号传导可以引起细胞肿胀ꎬ进而导致颅内压升高ꎬ因此抑制星形胶质细胞中的NFκB信号可以减少中枢神经系统损伤后的炎症反应[14 ̄15]ꎮ此外ꎬTBI诱导的组织损伤后ꎬ高迁移率族蛋白1(HMGB1)的释放可向小胶质细胞发出信号ꎬ从而诱导IL ̄6的分泌ꎬ向反应性星形胶质细胞发出信号ꎬ进而上调参与水摄取的AQP4水通道[16]ꎮ反应性星形胶质细胞可直接导致细胞毒性水肿引起的颅内压升高ꎬ以及产生有害的炎症介质加重脑损伤ꎬ这是其不利的一方面ꎮ虽然Walko等[17]研究发现增加脑脊液中的DAMPS㊁HMGB1和线粒体DNA浓度可以加重脑外伤患者的病情ꎬ但是星形胶质细胞的DAMPs也会引起它们与吞噬细胞相互作用ꎬ进而促进清除毒性碎片[18 ̄19]ꎮ同样地ꎬ反应性星形胶质细胞可以释放HMGB1等信号到内皮细胞及其祖细胞ꎬ以促进脑损伤后神经血管重构和BBB的修复[20 ̄21]ꎮ此外ꎬ星形胶质细胞中的NFκB信号也可能在脑损伤后产生有益的作用ꎬ因为它可以导致神经和胶质保护生长因子㊁脑源性神经营养因子和神经生长因数的产生和分泌[19]ꎮ星形胶质在不同损伤水平以及不同损伤时间点会产生不同的炎症相关分子以及免疫调节分子㊁细胞因子㊁趋化因子㊁生长因子等[22]ꎮ因此对创伤性脑损伤星形胶质细胞产生的抗炎和促炎作用的研究ꎬ应考虑损伤程度与时间等相关因素影响ꎮ1.3㊀TBI后的炎症反应与少突胶质细胞启动成熟的少突胶质细胞包裹轴突或血管ꎬ形成神经绝缘结构的髓鞘ꎬ维持神经元的正常功能ꎮ根据分布可分为三类:血管间少突胶质细胞㊁神经周围少突胶质细胞和血管周围少突胶质细胞ꎮ血管间少突胶质细胞沿白质和神经纤维分布ꎬ在髓鞘形成阶段迅速减少ꎮ神经周少突胶质细胞ꎬ也称为神经周卫星细胞ꎬ可由少突胶质细胞前体细胞(OPCs)增殖ꎬ作为对损伤或疾病的反应ꎮOPCs的激活被认为是保持体内平衡和参与损伤后修复的一种大脑保护反应[23 ̄24]ꎮ脑损伤后ꎬ少突胶质细胞可以作为神经炎性介质的受体如白介素家族IL ̄4IL ̄6㊁IL ̄7等以及趋化因子受体1(CXCR1)㊁CXCR2㊁CXCR4等ꎻCXCR4能与由星形胶质细胞和小胶质细胞分泌的CXCL12结合ꎻ少突胶质细胞可以通过其膜糖蛋白CD200与小胶质细胞进行细胞间通讯ꎮCD200与由小胶质细胞表达的CD200R受体结合而降低小胶质细胞的活性ꎻCD200缺乏的小鼠小胶质细胞会自发活化[25 ̄28]ꎮ此外ꎬ少突胶质细胞也会分泌大量的CXC趋化因子ꎬ如CXCL1 ̄5和CCL21ꎬ加重炎症反应ꎮ创伤性脑损伤后ꎬOPCs可以释放金属基质蛋白酶MMP ̄9ꎬ破坏血脑屏障ꎬ促进中性粒细胞以及单核细胞浸润ꎬ进一步加重炎症反应[29]ꎮ42生物技术进展CurrentBiotechnology. All Rights Reserved.2㊀TBI后的炎症反应与中性粒细胞神经炎症是中枢神经系统中的炎症反应ꎬ由脑细胞和周围免疫细胞共同参与ꎮ虽然神经炎症反应是为了保护中枢神经系统不受感染和损伤ꎬ但也是脑外伤后继发损伤的重要机制ꎮTBI相关的神经炎症以启动的胶质细胞㊁星形胶质细胞㊁招募的白细胞和大脑中枢上调的炎性细胞因子为特征[30]ꎮ在中枢神经系统(CNS)中ꎬ由于血脑屏障(BBB)的存在ꎬ在脑实质中很少发现中性粒细胞[31]ꎮ在脑脊液(CSF)㊁脑膜和软脑膜等特定的隔间内ꎬ仅有少量中性粒细胞和其他免疫细胞提供免疫监测ꎮ然而ꎬ在感染㊁创伤㊁缺血和出血等病理条件下ꎬ中性粒细胞进入脑组织的数量明显增加[32]ꎮ中性粒细胞衍生的细胞因子非常复杂ꎬ除了常见的炎症相关细胞因子[肿瘤坏死因子(TNF)家族㊁促炎细胞因子㊁CXC ̄趋化因子㊁CC ̄趋化因子]外ꎬ中性粒细胞中还检测到其他抗炎细胞因子㊁免疫调节细胞因子㊁血管生成因子和神经营养因子[33 ̄36]ꎮ中性粒细胞除了具有衍生的细胞因子的作用外ꎬ还能损伤BBB的紧密连接和渗透性ꎮ显然ꎬ中性粒细胞分解血脑屏障有助于招募更多的免疫细胞对抗病原体ꎬ这同时也会导致组织损伤ꎮ研究表明抑制活化的中性粒细胞有利于炎症消退和随后的恢复[37 ̄42]ꎮ3㊀TBI后的炎症反应与T淋巴细胞T细胞对小胶质细胞表型和功能有很大的影响ꎮ在中枢神经系统损伤后ꎬT细胞浸润损伤组织ꎬNorimatsu等[43]通过给予免疫抑制剂FTY720从而使脊髓损伤的啮齿动物炎症减轻ꎬ恢复良好ꎮTh17细胞因其产生IL ̄17和其他促炎细胞因子而命名ꎬ被认为是实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)中引起脊髓炎性脱髓鞘的原因[44]ꎮTh17细胞和其他 17型 T细胞与多种自身免疫和炎症状态有关ꎬ但尚未在TBI中进行研究ꎮ17型应答可以在脑外伤后释放的细胞因子如IL ̄1βꎬ促进并诱导CXCL8和中性粒细胞募集ꎬ进而加重炎症反应[45]ꎮ然而ꎬT细胞对创伤性脑损伤亦是一把双刃剑ꎬ研究发现T细胞缺陷小鼠(由于RAG或MHCII基因缺陷)在中枢神经系统损伤模型中的预后较差ꎬ表明T细胞具有显性神经保护作用[46 ̄47]ꎮ在小鼠体内启动自身免疫性T细胞ꎬ有利于中枢神经损伤的修复ꎬ这种保护的机制可能是由于T细胞产生的神经营养因子作用于神经元和星形胶质细胞以促进存活和修复[47 ̄52]ꎮT细胞是正常中枢神经系统发育所必需的ꎬ因为T细胞缺陷的小鼠表现出认知和行为发育异常ꎬ这表明T细胞也有助于大脑的发育和维持[53]ꎮ在调节M1/M2样平衡的同时ꎬT细胞产生的IL ̄4通过增强神经营养素信号来保护神经元ꎮIL ̄4介导的T细胞对受损中枢神经系统组织的保护ꎬ似乎不需要T细胞的抗原特异性受体启动ꎬ神经元可以直接诱导IL ̄4[54]ꎮIL ̄33在小鼠中枢神经系统损伤后也具有神经保护作用[55]ꎮ众所周知ꎬIL ̄33作用于产生IL ̄4的Th2细胞ꎬ因此ꎬIL ̄33可能为中枢神经系统损伤和启动IL ̄4产生之间提供了一种联系[56 ̄58]ꎮ4㊀TBI后炎症反应中各种细胞的相互作用4.1㊀小胶质细胞启动与中性粒细胞小胶质细胞是大脑固有的免疫细胞ꎬ类似于周围组织中的巨噬细胞ꎮ它的功能是清除碎片㊁传递炎症信号等ꎮ小胶质细胞有静息或活化两种状态ꎮ静息状态的小胶质细胞可被中风㊁衰老㊁脑损伤和神经退行性疾病诱导ꎬ成为活化的小胶质细胞ꎮ到目前为止ꎬ还没有直接证据表明ꎬ在TBI模型中ꎬ中性粒细胞影响了小胶质细胞亚型(M1和M2)ꎮ然而ꎬMoxon和Schlichter[59]研究表明中性粒细胞的减少可减少脑出血后的小胶质/巨噬细胞数量ꎬ并降低小胶质/巨噬细胞上的启动标记CD68ꎬ表明中性粒细胞参与了调节小胶质状态ꎮ脑损伤后ꎬ小胶质细胞可以启动内皮细胞的活化ꎬ以及促进外围白细胞向中枢神经系统的募集[60]ꎮ启动的小胶质细胞迅速产生大量的炎性细胞因子和趋化因子(IL ̄1β㊁TNF ̄α㊁IL ̄6㊁CXCL1 ̄5㊁CXCL8 ̄10)ꎬ这些炎性介质是招募和启动中性粒细胞的强趋化因子ꎬ除了上述小胶质细胞衍生的细胞因子外ꎬ中性粒细胞释放一些其他分子来相互启动小胶质细胞ꎬ如ROS㊁脂质运载蛋白2和MMP9等[61 ̄63]ꎮ启动的小胶质细胞表现得像一把双刃剑:一方面ꎬ它促进中性粒细胞分泌更多促炎52赵清辉ꎬ等:创伤性脑损伤中神经炎症相关细胞的研究进展. All Rights Reserved.细胞因子ꎬ造成细胞因子大量释放ꎻ另一方面ꎬ启动的小胶质细胞也与减少神经元损伤㊁释放小胶质神经保护因子有关[64]ꎮ但是在TBI后ꎬ中性粒细胞是否会影响小胶质细胞M1/M2的极化尚不清楚ꎮ4.2㊀星形胶质细胞与中性粒细胞星形胶质细胞通常被认为是神经炎症过程中的一种保护机制[65]ꎮ同时ꎬ在急性炎症反应期间ꎬ反应性星形胶质细胞可以形成血管周围疤痕ꎬ从而限制中性粒细胞从受损组织扩散到健康组织中[66]ꎮ在体外实验中ꎬXie等[67]发现中性粒细胞与星形胶质细胞相互作用有直接与间接两种方式ꎮ在细胞-细胞直接接触下ꎬ星形胶质细胞可减少中性粒细胞的凋亡和脱粒ꎬ提高中性粒细胞的吞噬能力和促炎细胞因子的表达ꎮ在间接作用下ꎬ星形胶质细胞可减少中性粒细胞的凋亡ꎬ增强中性粒细胞的坏死和吞噬ꎬ抑制中性粒细胞的脱粒[[67]ꎮ中性粒细胞与星形胶质细胞相互作用也会影响星形胶质细胞的反应性ꎮ用抗Ly6G抗体治疗小鼠ꎬ可抑制星形胶质细胞增生ꎬ并使脊髓损伤的结果恶化[68]ꎮ在另一项体外研究中ꎬHoosh ̄mand和Nguyen[69]发现中性粒细胞可以通过产生C1q和C3a来诱导星形胶质形成ꎮ所有这些数据都表明中性粒细胞和星形胶质细胞是神经炎症过程中细胞因子的主要来源ꎬ通过相互刺激促进炎症级联反应ꎮ中性粒细胞是脑损伤过程中促进反应性星形胶质细胞增生的重要因素ꎮ星形胶质细胞增生在脑损伤中是好是坏仍是一个悬而未决的问题ꎮ4.3㊀少突胶质细胞与中性粒细胞少突胶质细胞不仅与小胶质细胞以及星形胶质细胞相互作用参与免疫调节ꎬ而且与中性粒细胞也有一定的关系ꎮ在脑损伤的急性期ꎬOPCs是MMP9表达细胞的主要组成部分ꎬ创伤性脑损伤后ꎬOPCs可以释放金属基质蛋白酶MMP ̄9ꎬ破坏血脑屏障ꎬ促进中性粒细胞浸润ꎬ进一步加重炎症反应ꎮSeo等[29]在小鼠脑损伤术后以及术后第二天给予MMP抑制剂GM6001治疗ꎬ发现GM6001可以减少早期BBB渗漏和中性粒细胞浸润ꎮ4.4㊀少突胶质细胞与T淋巴细胞少突胶质细胞并不是免疫应答的旁观者ꎬ事实上少突胶质细胞可产生多种免疫调节因子ꎬ以及表达多种与之相结合的受体ꎮ如少突胶质细胞表达的MHCⅠ类分子能够被CD8+T淋巴细胞识别[70]ꎬ表达的MHCⅡ类分子能够与CD4+T淋巴细胞相互作用ꎻ表达的非典型MHCⅠ类分子人类白细胞抗原E(humanleukocyteantigenEꎬHLA ̄E)可以对炎性细胞因子入侵进行应答[71]ꎮ然而究竟是典型还是非典型MHC分子会诱发T细胞介导的损伤亦或启动修复程序尚需深入研究ꎮ5㊀展望TBI后的神经炎症反应包括神经胶质细胞的启动㊁大脑中炎症介质的释放以及外周免疫细胞的募集ꎬ这些炎症反应在诱发脑继发性损伤的同时ꎬ也在一定程度上具有修复神经系统的作用ꎮ因此ꎬ创伤后神经炎症反应是一把双刃剑ꎬ既有正面作用也有负面作用ꎮ因此ꎬ未来的研究重点应该放在阐明TBI后随着时间变化各种炎性细胞以及炎症因子所起到的具体作用ꎬ并找到相应的炎症调节策略ꎬ进而在TBI后的不同时期发挥相应的作用ꎬ在降低炎症反应继发性损伤的同时ꎬ它在促进神经修复和再生方面起着重要作用[72]ꎮ临床治疗不能简单地抑制炎症反应ꎬ需要根据患者的年龄㊁性别㊁遗传易感性㊁存在或不存在继发性损伤以及血清㊁CSF㊁成像㊁生物标志物等ꎬ来定义患者的炎症表型ꎮ开展针对特定患者进行个性化炎症调节治疗的临床试验ꎬ以期能够减少继发性损伤ꎬ增强修复ꎬ改善患者预后ꎮ参㊀考㊀文㊀献[1]㊀RUFFRLꎬRIECHERSRG.Effectivetreatmentoftraumaticbraininjury:learningfromexperience[J].J.Am.Med.Assoc.ꎬ2012ꎬ308(19):2032-2033.[2]㊀TAYLORCAꎬBELLJMꎬBREIDINGMJꎬetal..Traumaticbraininjury ̄relatedemergencydepartmentvisitsꎬhospitaliza ̄tionsꎬanddeaths ̄UnitedStatesꎬ2007and2013[J].MMWRSurveillSumm.ꎬ2017ꎬ66(9):1-16.[3]㊀CHENGPX.TrendsintraumaticbraininjurymortalityinChi ̄naꎬ2006–2013:apopulation ̄basedlongitudinalstudy[J/OL].PLoSMed.ꎬ2017ꎬ14(7):e1002332[2019 ̄11 ̄28].ht ̄tps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28700591.DOI:10.1371/journal.pmed.1002332.[4]㊀SCOTTGꎬRAMLACKHANSINGHAFꎬEDISONPꎬetal..Amyloidpathologyandaxonalinjuryafterbraintrauma[J].Neurologyꎬ2016ꎬ86(9):821-828.62生物技术进展CurrentBiotechnology. 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・综述・创伤性脑损伤保护性治疗的研究进展都爱莲 丁新生 摘要 创伤性脑损伤的保护性治疗一直是倍受关注的研究领域,它直接关系着病人的病情发展和转归。
近年来国内外学者对脑保护性药物和物理疗法对创伤性脑损伤的保护机制和疗效进行了大量的研究,文章就这方面的研究进展进行了综述。
关键词 创伤性脑损伤;药物治疗;物理治疗作者单位:210029南京医科大学附属第一医院神经内科 创伤性脑损伤包括创伤部位的直接损伤和创伤后缺血缺氧、钙通道异常和脂质过氧化等病理过程所介导的继发性损伤。
有研究表明,创伤发生后数天甚至数月内,继发性损伤仍在进行。
因此,防止创伤后继发性损伤具有重要意义,也是脑保护性治疗的目标。
近年来,国内外学者对脑损伤的保护性治疗及其机制做了大量的研究,本文就此综述如下。
1 药物治疗111 钙通道阻滞剂钙超载是脑损伤早期神经元损害的关键因素之一。
钙通道阻滞剂能选择性地阻滞病理状态下的钙通道,防止继发性血管痉挛,减少自由基生成。
其代表药物尼莫地平已广泛用于缺血性脑血管病的治疗并取得了肯定的疗效。
它对创伤性蛛网膜下腔出血(S AH )的治疗作用也已得到肯定[1]。
最近,有人把它用于重型脑损伤[3]和原发性脑干损伤[2],发现它能缩短昏迷时间、改善预后和降低死亡率。
但是,尼莫地平有可能增加颅内压,而且它扩张血管的同时影响了脑血管对PaC O 2的敏感性而不利于脑水肿的减轻,因此,应注意掌握适应证。
一些新型钙拮抗剂如isradipine 、flunarizine 、尼卡地平也在临床验证之中。
112 自由基清除剂脑损伤后,钙内流增加,脑代谢改变导致氧自由基(OFR )大量产生。
OFR 攻击并破坏细胞膜,加重细胞内钙超载,同时诱导DNA 、RNA 和蛋白质的交联和氧化反应[4],进而介导神经元损伤。
但OFR 的半衰期短,扩散范围有限,故要求药物能及时、足量地达到目标部位,尤其应易于通过血脑屏障。
具有自由基清除作用的药物较多,其中超氧化物歧化酶(S OD )和212氨基类固醇近几年颇受关注。
S OD 是体内正常存在的自由基清除剂,脑损伤后S OD 水平明显下降。
但是,天然的S OD 半衰期短,不能透过血脑屏障。
近几年合成的重组S OD 半衰期长,易通过血脑屏障,且具有较强的抗脂质过氧化能力,更适合临床应用。
有证据表明,创伤后4小时内使用重组体聚乙二烯S OD (PEG 2S OD )明显改善严重颅脑损伤患者的预后。
其他重组体如铜锌S OD 、镁S OD 及脂质体包裹S OD 也已开始用于临床。
212氨基类固醇具有很强的抑制脂质过氧化反应的能力,其代表药物U 274006F 的代谢产物能透过血脑屏障并发挥相似的药理作用[5]。
美国、欧洲等41个神经外科中心联合进行了U 274006F 对1023例S AH 病人治疗的前瞻性研究,认为它能显著减轻血管痉挛,降低死亡率,促进神经功能恢复,且未发现任何副作用[6]。
最近,美国和法国共同对1120例颅脑损伤病人应用U 274006F 的回顾性病例对照研究认为,U 274006F 对创伤合并S AH 的男性病人有显著治疗作用(P =01026),而对其他类型的颅脑损伤病人的治疗作用均无统计学意义(P =01750)[7]。
113 类固醇激素类固醇激素对重型颅脑损伤的治疗作用一直存在争议。
传统观点认为,它能抑制脂质过氧化、减少钙内流、减轻脑水肿,对脑损伤病人有保护作用。
但是,最近Liebert [8]和Alders on 等[9]分别进行了大标本回顾性病例对照研究,认为创伤性脑损伤的病人应用皮质类固醇激素,无论大剂量还是小剂量均无益于病人的预后。
因此,国外不再推荐使用此类药物。
国内尚有人在应用且不乏治疗成功的病例报道,但缺乏严格的大规模临床试验验证。
另外国外学者还报道,雌二醇和172雌酮能改善创伤性脑损伤大鼠的预后,但仍处在实验研究阶段[11]。
有人把促甲状腺激素(TRH)用于脑损伤伴意识障碍的病人,认为有助于意识状态的恢复,但有待进一步临床验证。
114 消炎药物脑损伤后,血脑屏障破坏,外周血中的单核巨噬细胞、中性粒细胞等浸润到脑实质,细胞因子合成增加,粘附分子过度表达,介导一系列炎症损伤。
有资料表明,大鼠脑损伤后T NF2α和I L21βmRNA表达增加并持续到伤后24小时。
因此,消炎治疗也成为阻止脑损伤后继发性损伤的重要对策之一。
用于脑保护的消炎药物中研究较为成熟的有粘附分子IC AM21的单克隆抗体enlim omab和一种合成的大麻素制剂dexamabinol(H U2211),其中enlim omab因系鼠源性副反应明显,Ⅱ期临床试验结果不理想。
H U2211能有效降低创伤后大鼠T NF2α的产生,减轻T NF2α介导的神经损伤,已进入Ⅱ期安全疗效试验[12]。
115 血红蛋白制剂(H BOC)H BOC是基因重组或化学修饰后的血红蛋白,能结合C O,升高血压,增加心、脑等重要部位的氧分压[13]。
早期应用H BOC能保证创伤性脑损伤的病人重要脏器的氧供和血供,为进一步处理争取时间。
目前,已有很多H BOC制剂进入Ⅱ期或Ⅲ期临床试验。
其中交联阿司匹林双血红蛋白(DC LHb)已通过Ⅲ期临床安全疗效试验[14],并在欧洲批准投放市场。
但鉴于其人源性来源不足,又不能完全避免血液传播性疾病,有可能限制其进一步推广。
另一种合成制剂超纯化聚合牛血红蛋白液(H BOC2201)可以弥补这些不足,并已进入Ⅱ期临床试验,具有广阔的临床应用前景。
116 神经营养因子神经营养因子(NTF)主要包括神经生长因子(NG F)、脑源性神经营养因子(BDNF)、神经营养因子23(NT23)。
它们对神经元的生长、分化、和功能维持起着重要作用。
最近研究表明,脑损伤后内源性NTF表达增加,而预先刺激诱导NTF表达能增强神经元对再次损伤的耐受力,提示NTF表达增加是神经元抵御缺血性损伤的正常保护机制。
给予外源性BDNF、NG F、和NT4/5也能保护中枢神经抵御缺血性损伤[15]。
其机制可能与维持细胞内的钙稳态和清除自由基有关。
近年来对NTF类的研究较多,其中bFG F和IG F21已进入Ⅱ期临床试验。
2 物理治疗211 高压氧疗法高压氧疗法长期用于持续性植物状态(PVS)病人的治疗,它能够提高氧分压,激活网状上行系统,恢复部分处于可逆状态的脑细胞功能,从而促进PVS病人意识状态的恢复。
最近有人对轻中度颅脑损伤病人早期行高压氧治疗,也取得了明显疗效,其机制可能与减轻缺氧导致的继发性损伤有关。
212 低温疗法中度低温疗法在创伤性脑损伤中的应用很受国外学者的重视。
对严重脑损伤病人行中度低温处理,能抑制代谢率,减少氧自由基和炎性因子的产生,从而减轻脑创伤后的继发性损伤[16],其疗效已得到国外学者肯定[17]。
Shiozaki等[18]最近的研究表明,低温疗法对于一般处理后氧分压在20~40 mmHg(1kPa=715mmHg)之间而又无弥漫性脑水肿的病人疗效最佳。
3 小结脑损伤的药物治疗一直是国内外学者的研究热点,但是目前尚无一种确切的药物对脑损伤肯定有效。
零散的临床报道往往被大规模的回顾性病例对照研究所否定。
这可能与部分入选病人用药时已经超过了治疗时间窗有关。
这提示,要想更确切地评价疗效,病例对照研究的方法也有待改进[7]。
而且绝大多数药物都要求在创伤后4小时甚至1小时内给药,这在实践上不容易做到。
脑损伤的保护性治疗只是一种辅助治疗,它代替不了对原发病的处理。
而且以多种治疗方式相结合的综合治疗优于任何一种单一的治疗方法,有关综合治疗的机制和疗效,将是脑复苏研究的重要领域和方向。
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